ITTO20110762A1 - SYSTEM OF GENERATION AND USE (FOR ACCUMULATION AND DELIVERY) OF ELECTRICITY PRODUCED BY POWER SOURCES OF POWER CURRENT CONTINUES, AND ITS RELATED SYSTEM MANAGEMENT METHOD - Google Patents

SYSTEM OF GENERATION AND USE (FOR ACCUMULATION AND DELIVERY) OF ELECTRICITY PRODUCED BY POWER SOURCES OF POWER CURRENT CONTINUES, AND ITS RELATED SYSTEM MANAGEMENT METHOD Download PDF

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Description

DESCRIZIONE dell’Invenzione Industriale avente per titolo:-“Sistema di generazione e utilizzo (per accumulo ed erogazione) di energia elettrica prodotta da fonti di energia elettrica in corrente continua modulari, e relativo metodo di gestione del sistema†DESCRIPTION of the Industrial Invention having the title: -â € œSystem for the generation and use (for accumulation and supply) of electricity produced by modular direct current electricity sources, and relative method of managing the systemâ €

DESCRIZIONE DESCRIPTION

CAMPO DI APPLICAZIONE DELL’INVENZIONE FIELD OF APPLICATION OF THE INVENTION

L’ambito di applicazione dell’invenzione riguarda un sistema di generazione, gestione ed utilizzo di energia elettrica prodotta da fonti di energia elettrica in corrente continua modulari, e relativo metodo di gestione del sistema. The scope of application of the invention concerns a system for the generation, management and use of electricity produced by modular direct current electricity sources, and the related system management method.

STATO DELLA TECNICA STATE OF THE TECHNIQUE

Una parte rilevante dei sistemi di produzione di energia elettrica à ̈ ancora ad oggi costituita da centrali di grandi dimensioni, per le quali sono rilevanti i problemi riguardanti il trasporto e la distribuzione dell’energia, nel senso che à ̈ importante essenzialmente rendere minime le perdite lungo le linee, le quali sono attraversate da correnti monodirezionali ed abbastanza regolari. Il trasporto di energia avviene in alta tensione lungo la maggior parte del percorso effettuato. A significant part of the electricity production systems is still today made up of large plants, for which the problems concerning the transport and distribution of energy are relevant, in the sense that it is essentially important to minimize the losses along the lines, which are crossed by monodirectional and fairly regular currents. The transport of energy takes place in high voltage along most of the path taken.

In futuro, invece, una quota sempre più significativa di energia elettrica sarà prodotta in quantità piccole e quindi sarà necessariamente immessa in rete in media o bassa tensione; sarà quindi molto importante rendere minime le trasformazioni ed il trasporto dell’energia prodotta. La condizione ideale prevede che vi siano “isole energetiche†, territorialmente compatte, in cui la produzione ed i consumi di energia grossomodo si equivalgano ed in cui gli scambi di energia tra isole, ed in particolare tra isole non adiacenti, siano il più possibile ridotti. In the future, on the other hand, an increasingly significant portion of electricity will be produced in small quantities and therefore will necessarily be fed into the grid at medium or low voltage; it will therefore be very important to minimize the transformations and transport of the energy produced. The ideal condition foresees that there are â € œenergy islandsâ €, territorially compact, in which the production and consumption of energy are roughly equivalent and in which the energy exchanges between islands, and in particular between non-adjacent islands, are as much as possible. reduced.

Quindi vi saranno significative quote di energia prodotte in quantità piccole, sia per il fatto che saranno diffusi piccoli impianti, e sia per il fatto che anche gli impianti più grossi potranno produrre poca energia. Therefore, there will be significant quantities of energy produced in small quantities, both due to the fact that small plants will be widespread, and because even the largest plants will be able to produce little energy.

Nel seguito si farà riferimento in modo esemplificativo ad energia elettrica prodotta da sistemi di conversione fotovoltaici. Infatti la fonte di energia fotovoltaica esemplifica in maniera molto efficace i problemi che si porranno con il diffondersi delle Fonti di Energia Rinnovabile (di seguito anche indicate con l’acronimo FER) e delle infrastrutture di rete ad “isole†. Tuttavia problemi analoghi potranno essere posti in relazione ad altre fonti di energia che si prestano ad una diffusione distribuita aventi caratteristiche di funzionamento simili agli impianti fotovoltaici, quali impianti di produzione di energia da fonti rinnovabili basate sulla conversione fotoelettrochimica dell’energia solare. In the following, reference will be made by way of example to electricity produced by photovoltaic conversion systems. In fact, the photovoltaic energy source very effectively exemplifies the problems that will arise with the spread of Renewable Energy Sources (hereinafter also referred to as FER) and the â € œislandâ € network infrastructures. However, similar problems could be posed in relation to other energy sources that lend themselves to distributed diffusion having operating characteristics similar to photovoltaic plants, such as plants for the production of energy from renewable sources based on the photoelectrochemical conversion of solar energy.

Oppure ancora in senso più generale a fonti di energia elettrica in corrente continua modulari, quali ad esempio micro-eolico con dinamo in corrente continua (DC), oppure sistemi di trasformazione di energia meccanica in energia elettrica in corrente continua, ecc… Or even more generally to modular direct current electrical energy sources, such as for example micro-wind with direct current dynamo (DC), or systems for transforming mechanical energy into direct current electrical energy, etc ...

Di conseguenza molte delle conclusioni a cui si giungerà saranno generalizzabili e non limitate al caso di presenza di energia elettrica prodotta con sistemi fotovoltaici, ma anche a questi altri tipi di sistemi, in cui siano coinvolte fonti di energia non programmabile, per le quali non sia possibile programmare un profilo di produzione nel tempo, includendo nel profilo, non solo la potenza, ma anche la caratteristica corrente-tensione. Consequently, many of the conclusions that will be reached will be generalizable and not limited to the case of the presence of electricity produced with photovoltaic systems, but also to these other types of systems, in which non-programmable energy sources are involved, for which it is not It is possible to program a production profile over time, including in the profile, not only the power, but also the current-voltage characteristic.

Come à ̈ noto, la radiazione solare investe tutto il territorio, e quindi lo sfruttamento di tale radiazione per produrre energia elettrica à ̈ naturalmente distribuito sul territorio. Inoltre, essendo l’efficienza di conversione non particolarmente elevata, per produrre una quantità di energia significativa à ̈ in genere necessaria un’area di dimensioni rilevanti. E’ quindi prevedibile che in futuro tali impianti fotovoltaici saranno distribuiti su vasti territori, come sono distribuiti, ad esempio, i fabbricati con coperture idonee ad ospitare l’installazione di detti impianti. As is known, solar radiation affects the whole territory, and therefore the exploitation of this radiation to produce electricity is naturally distributed throughout the territory. Furthermore, since the conversion efficiency is not particularly high, an area of considerable size is generally required to produce a significant amount of energy. It is therefore foreseeable that in the future these photovoltaic systems will be distributed over vast territories, as, for example, buildings with roofs suitable for hosting the installation of such systems are distributed.

Anche se le previsioni del tempo meteorologico potranno migliorare ulteriormente, e quindi sarà sempre più facile prevedere se una giornata sarà più o meno soleggiata, non sarà mai realisticamente possibile avere una previsione del profilo istantaneo di produzione di un impianto fotovoltaico, che à ̈ caratterizzato, nelle giornate in cui vi sono alcune nuvole in cielo, da variazioni enormi (anche da produzione massima a produzione bassissima o nulla) in pochi secondi, in corrispondenza ad esempio di ombreggiature dovute al veloce passaggio di nuvole. Inoltre, quand’anche un profilo di produzione istantaneo fosse prevedibile, non à ̈ ipotizzabile di pretendere un profilo di consumo capace di seguire le rapide variazioni di produzione che sono tipiche di un impianto fotovoltaico. Even if the weather forecast will improve further, and therefore it will be easier and easier to predict whether a day will be more or less sunny, it will never be realistically possible to have a forecast of the instantaneous production profile of a photovoltaic system, which is characterized, on days when there are some clouds in the sky, from enormous variations (even from maximum production to very low or no production) in a few seconds, for example in correspondence with shading due to the rapid passage of clouds. Furthermore, even when an instantaneous production profile is predictable, it is not conceivable to expect a consumption profile capable of following the rapid changes in production that are typical of a photovoltaic system.

Risulta quindi chiaro come il problema del bilanciamento della rete à ̈ destinato a diventare un problema sempre più importante al crescere della quota di energia che verrà prodotta in genere da fonti non programmabili (quali sono le fonti che sfruttano fenomeni naturali spontanei e non programmabili o forzabili, come il fotovoltaico). Il concetto di bilanciamento della rete à ̈ un concetto istantaneo, ovvero la rete deve essere bilanciata istante per istante, e sbilanciamenti di segno opposto, anche in rapida sequenza non si compensano ma si sommano in termini di effetti negativi sull’integrità del sistema elettrico. It is therefore clear how the problem of grid balancing is destined to become an increasingly important problem as the share of energy that will generally be produced from non-programmable sources (which are the sources that exploit spontaneous and non-programmable or forced natural phenomena , such as photovoltaics). The concept of grid balancing is an instantaneous concept, i.e. the grid must be balanced moment by moment, and imbalances of the opposite sign, even in rapid sequence, are not compensated for but are added up in terms of negative effects on the integrity of the electricity system .

E’ noto tentare di risolvere il problema del bilanciamento facendo ricorso a Sistemi di Accumulo dell’Energia (di seguito anche indicati con l’acronimo SAE). Tali sistemi sono in grado di assorbire ed immagazzinare energia quando questa à ̈ prodotta, e di metterla a disposizione dei carichi quando questi la richiedono. It is known to try to solve the balancing problem by resorting to Energy Storage Systems (hereinafter also indicated with the acronym SAE). These systems are able to absorb and store energy when it is produced, and to make it available to loads when they require it.

Attualmente un impianto di produzione di energia rinnovabile basato sull’energia fotovoltaica di tipo noto à ̈ composto da un certo numero di pannelli solari connessi a un sistema di inverter che converte l’energia, prodotta intrinsecamente in forma di tensione continua dai pannelli, in tensione alternata in modo da poter essere utilizzata da utilizzatori locali o ceduta, sempre in forma alternata, alla rete pubblica di distribuzione dell’energia. Currently, a renewable energy production plant based on known photovoltaic energy is composed of a certain number of solar panels connected to an inverter system that converts the energy, intrinsically produced in the form of direct voltage by the panels, in alternating voltage so that it can be used by local users or sold, again in alternating form, to the public energy distribution network.

Il sistema di inverter quindi riceve l’energia generata in continua e la converte in alternata adattando il carico visto dalla sorgente alle condizioni di potenza, in termini di coppia tensione-corrente (I-V), generata dai pannelli istante per istante. Ciò tipicamente avviene con sistemi di controllo ad esempio basati su elaborazioni condotte secondo algoritmi di MPPT (Maximum Power Point Tracking). Questa soluzione presenta alcuni inconvenienti: The inverter system then receives the energy generated in direct current and converts it into alternating by adapting the load seen from the source to the power conditions, in terms of voltage-current pair (I-V), generated by the panels instant by instant. This typically occurs with control systems, for example based on processing carried out according to MPPT (Maximum Power Point Tracking) algorithms. This solution has some drawbacks:

- la conversione continua-alternata genera perdite di conversione; - the direct-alternating conversion generates conversion losses;

- per determinati intervalli di valore di corrente e tensione l’inverter non può funzionare o funziona con bassa efficienza per cui l’energia generata dalla FER va dispersa in tutto o in parte; - for certain ranges of current and voltage values, the inverter cannot operate or operates with low efficiency so that the energy generated by the RES is lost in whole or in part;

- in alcune particolari condizioni o orari la rete può non essere in grado di assorbire l’energia generata dall’impianto per cui essa à ̈ costretta a interromperne il flusso con conseguente perdita. - in some particular conditions or times, the grid may not be able to absorb the energy generated by the plant and therefore it is forced to interrupt the flow with consequent loss.

Quest’ultima evenienza si verifica tipicamente in condizioni di illuminazione scarsa o comunque insufficiente (alba, tramonto, nebbia, foschia o cielo nuvoloso). The latter occurrence typically occurs in poor or insufficient lighting conditions (sunrise, sunset, fog, mist or cloudy sky).

Questa configurazione tipica, in cui tutta l’energia prodotta viene direttamente convertita in regime alternato, risulta inefficiente quando i carichi sono in regime continuo, in quanto diventa necessaria una doppia conversione per ricondursi nuovamente al regime continuo. This typical configuration, in which all the energy produced is directly converted into alternating mode, is inefficient when the loads are in continuous mode, as a double conversion becomes necessary to bring it back to continuous mode.

Tuttavia tale inefficienza à ̈ stata fino ad oggi poco rilevante in quanto i carichi tipici sono in regime alternato e la gran parte della produzione à ̈ immessa in rete. Ciò à ̈ destinato a cambiare in un prossimo futuro, in quanto le reti non potranno assorbire quantità crescenti di energia prodotta in modo non programmato senza soffrire di problemi di sbilanciamento. However, this inefficiency has so far been of little significance as the typical loads are in alternating regime and most of the production is fed into the grid. This is bound to change in the near future, as grids will not be able to absorb increasing amounts of energy produced in an unscheduled way without suffering from imbalance problems.

Di conseguenza dovranno essere inseriti a valle dei sistemi di produzione dei sistemi di accumulo di energia SAE, e questi, in fase di carica sono assimilabili a dei carichi in regime continuo. Consequently, SAE energy storage systems must be inserted downstream of the production systems, and these, in the charging phase, are comparable to continuous loads.

Comunque, anche nelle configurazioni tipiche tra sistema fotovoltaico-inverter, dove tutto l’onere dell’adattamento tra FER ed inverter viene esercitato dall’inverter, quando la produzione di energia cade al di sotto di una certa soglia, l’energia elettrica a corrente continua non può essere convertita in regime alternato e pertanto viene persa. However, even in the typical configurations between photovoltaic system-inverter, where all the burden of adapting between RES and inverter is exerted by the inverter, when the energy production falls below a certain threshold, the Direct current electricity cannot be converted to alternating current and is therefore lost.

Secondo l’arte nota, si cerca di introdurre flessibilità introducendo tecniche di configurazione flessibile. In questi casi però, essendo il sistema di pannelli solari tipicamente organizzato in stringhe, quando alcuni pannelli sono occasionalmente ombreggiati, e quindi la loro produzione può drasticamente calare rispetto agli altri pannelli non ombreggiati, tali pannelli vengono esclusi dalla produzione, ma normalmente tale esclusione coinvolge tutta la stringa in cui tali pannelli sono inseriti: tale misura comporta quindi uno spreco di energia, in quanto altri pannelli della stringa esclusa continuerebbero a produrre efficacemente energia. According to the known art, an attempt is made to introduce flexibility by introducing flexible configuration techniques. In these cases, however, since the solar panel system is typically organized in strings, when some panels are occasionally shaded, and therefore their production can drastically decrease compared to other unshaded panels, these panels are excluded from production, but normally this exclusion involves the whole string in which these panels are inserted: this measure therefore involves a waste of energy, as other panels of the excluded string would continue to produce energy effectively.

Per ovviare a questo genere di perdite à ̈ noto un metodo descritto nell’articolo “An Adaptive Photovoltaic-Inverter Topology – Mahamoud A. Alahmad et al., Università del Nebraska (USA), 2011-IEEE 978-1-61284-220-2/11†. In questo articolo si propone di utilizzare diversi inverter di diverse caratteristiche che vengono collegati in modo programmabile a stringhe di pannelli solari in modo da ampliare la gamma di valori di illuminazione per cui l’impianto continua a produrre energia rispetto a un impianto fotovoltaico configurato in modo fisso, come avviene normalmente. Allo scopo di ottimizzare l’accoppiamento tra impianto fotovoltaico ed inverter, la lunghezza delle stringhe, che determina la tensione d’uscita dell’impianto, à ̈ configurata in maniera flessibile, in modo da realizzare stringhe più lunghe quando la produzione à ̈ minore, e stringhe più corte quando la produzione à ̈ maggiore. Secondo questo metodo noto la realizzazione di circuiti serie-parallelo flessibili normalmente si avvale di matrici di interruttori, come mostrato in Fig. 1, che rappresenta un caso tipico in cui i moduli fotovoltaici sono collegabili ad una matrice di commutazione “Switching Matrix†che permette di modificare i vari collegamenti. A method described in the article â € œAn Adaptive Photovoltaic-Inverter Topology â € “Mahamoud A. Alahmad et al., University of Nebraska (USA), 2011-IEEE 978-1- is known to overcome this kind of losses. 61284-220-2 / 11â €. In this article it is proposed to use several inverters with different characteristics that are connected in a programmable way to strings of solar panels in order to expand the range of lighting values for which the system continues to produce energy compared to a photovoltaic system configured in fixed way, as it normally happens. In order to optimize the coupling between the photovoltaic system and the inverter, the length of the strings, which determines the output voltage of the system, is configured in a flexible way, in order to create longer strings when production is It is smaller, and shorter strings when the output is greater. According to this known method, the realization of flexible series-parallel circuits normally makes use of switch arrays, as shown in Fig. 1, which represents a typical case in which the photovoltaic modules can be connected to a switching matrix that allows you to modify the various connections.

Questo metodo di collegamento basato su una matrice di interruttori ha però lo svantaggio di richiedere molto cablaggio in quanto i singoli moduli fotovoltaici devono essere provvisti di cavi che coprano la distanza tra essi stessi e la matrice di commutazione. E’ chiaro che nel caso di impianti fotovoltaici piuttosto estesi tali cablaggi diventano abbastanza onerosi, anche in termini di costo (si osserva che anche le matrici di interruttori sono sistemi abbastanza complessi al crescere della dimensione della matrice). Inoltre, nella soluzione proposta nell’articolo citato, sono necessari più inverter, e quindi continuano ad esserci le perdite introdotte in sede di conversione dell’energia da continua ad alternata. However, this method of connection based on a switch matrix has the disadvantage of requiring a lot of wiring as the individual photovoltaic modules must be equipped with cables that cover the distance between themselves and the switching matrix. It is clear that in the case of rather extensive photovoltaic systems such wiring becomes quite expensive, also in terms of cost (it is noted that even the switch arrays are quite complex systems as the size of the array increases). Furthermore, in the solution proposed in the article cited, more inverters are required, and therefore the losses introduced during the conversion of energy from direct to alternating continue to exist.

In ogni caso questa soluzione non risolve il problema di compensare gli sbilanciamenti molto rapidi determinati dalle condizioni di illuminamento dei pannelli per cui possono accadere delle brusche variazioni dell’erogazione di energia elettrica all’uscita dell’impianto. In any case, this solution does not solve the problem of compensating for the very rapid imbalances caused by the lighting conditions of the panels, which can cause sudden changes in the supply of electricity at the exit of the system.

La configurazione di impianto modulare di generazione di energia in corrente continua attualmente largamente più diffusa, prevede che i singoli moduli (pannelli) siano collegati in stringhe fisse. Ogni stringa à ̈ costituita da un numero fisso di moduli collegati in serie, e tali stringhe sono poi collegate in parallelo. L’uscita di questa combinazione serie-parallelo viene collegata ad un inverter che trasforma l’energia in ingresso portandola ad un regime alternato che può essere immesso in rete o utilizzato dai comuni carichi che funzionano in regime alternato. E’ chiaro che né la potenza e né le caratteristiche corrente-tensione dell’impianto di produzione sono costanti e variano da zero ai valori di picco dell’impianto. E’ per tale motivo che la tecnologia degli inverter si à ̈ evoluta per poter presentare negli stadi di ingresso tutti in necessari meccanismi di adattamento che servono a far funzionare gli stadi di inverter al meglio dell’efficienza. E’ altresì chiaro che comunque i rendimenti di tali inverter sono ottimali in un certo intervallo di valori di ingresso, mentre hanno prestazioni inferiori all’allontanarsi da questo intervallo. Secondo le più comuni e frequenti configurazioni e come già detto, qualora si preveda di avvalersi anche della prestazione di accumulo dell’energia mediante SAE, in genere l’energia viene fornita in regime alternato ai SAE interponendo dei sistemi di raddrizzamento detti caricabatterie (in genere abbastanza costosi), anch’essi caratterizzati da un’efficienza inferiore al 100%. The configuration of a modular system for the generation of direct current energy currently widely used, requires that the individual modules (panels) are connected in fixed strings. Each string consists of a fixed number of modules connected in series, and these strings are then connected in parallel. The output of this series-parallel combination is connected to an inverter which transforms the incoming energy bringing it to an alternating regime that can be fed into the grid or used by common loads operating in alternating regime. It is clear that neither the power nor the current-voltage characteristics of the production plant are constant and vary from zero to the peak values of the plant. It is for this reason that the inverter technology has evolved to be able to present in the input stages all the necessary adaptation mechanisms that serve to make the inverter stages work at the best of efficiency. It is also clear that, in any case, the performances of these inverters are optimal in a certain range of input values, while their performance is lower when departing from this range. According to the most common and frequent configurations and as already mentioned, if it is also planned to use the energy storage performance through SAE, generally the energy is supplied in alternating regime to the SAEs by interposing the rectification systems called battery chargers ( generally quite expensive), also characterized by an efficiency lower than 100%.

Da quanto detto appare chiaro che ogni sistema FER-SAE di tipo noto presenta problemi di adattamento e gestione che normalmente vengono affrontati ricorrendo ad un certo numero di trasformazioni DC-AC e AC-DC ed adattamenti che consentono poi ad ogni apparato di funzionare ai regimi ottimali, anche in presenza di una fonte di energia di partenza molto variabile. E’ comunque evidente che ogni sottosistema di adattamento e trasformazione introduce perdite e raggiunge punti di funzionamento non ideali. From what has been said it is clear that every known type FER-SAE system presents adaptation and management problems that are normally faced by resorting to a certain number of DC-AC and AC-DC transformations and adaptations which then allow each apparatus to operate at optimal, even in the presence of a very variable starting energy source. However, it is evident that every adaptation and transformation subsystem introduces losses and reaches non-ideal operating points.

Un’alternativa teorica all’impiego di carica-batterie AC/DC per procedere ad accoppiamenti ottimali in continua con i sistemi di accumulo consisterebbe nell’impiego di convertitori DC/DC. Tuttavia questa soluzione introdurrebbe costi eccessivi che sarebbero necessari per dotare ogni singolo modulo di un convertitore di qualità adeguata e capace di lavorare su un intervallo di valori sufficientemente ampio. Va comunque sottolineato che anche tali apparati convertitori non hanno tolleranze di valori di ingresso totalmente libere. A theoretical alternative to the use of AC / DC battery chargers to proceed with optimal continuous coupling with storage systems would consist in the use of DC / DC converters. However, this solution would introduce excessive costs that would be necessary to equip each single module with a converter of adequate quality and capable of working on a sufficiently wide range of values. However, it should be emphasized that even these converter apparatuses do not have totally free tolerances of input values.

Un ulteriore ambito di problematica à ̈ costituito dal fatto che l’evoluzione dei sistemi elettrici del futuro sembra procedere verso sistemi che vengono definiti di “Smart Grid†, ovvero reti elettriche che non saranno più “semplici†infrastrutture di trasporto, ma incorporeranno anche funzioni di gestione dell’energia interagendo in modo automatico con i carichi, con fonti di produzione e con SAE. A further problem area is constituted by the fact that the evolution of the electrical systems of the future seems to proceed towards systems that are defined as â € œSmart Gridâ €, that is electrical networks that will no longer be â € œsimpleâ € transport infrastructures, but they will also incorporate energy management functions interacting automatically with loads, with production sources and with SAE.

Questo concetto di “Smart Grid†combinato con il dato di fatto che molte FER sono fonti energetiche distribuite e di taglia medio-piccola, determina, come già affermato, una spinta alla diffusione di architetture di rete ad “isole†o a “distretti energetici†. Tali “distretti energetici†sono caratterizzati dall’utilizzo di calcolatori, detti anche controllori, deputati alla gestione della risorsa energetica in tutti i suoi aspetti. Il numero di tali calcolatori, la loro dislocazione fisica ed il dettaglio delle funzioni ad essi demandate, sono ad oggi ancora oggetto di diverse proposte, e non à ̈ escluso che lo sviluppo reale dei concetti di “Smart Grid†si verrà a basare su schemi architetturali anche diversi da zona a zona e da operatore ad operatore, senza per questo intaccare la potenziale efficacia delle “Smart Grid†in termini di efficiente gestione dell’energia. Un esempio noto di controllore che implementa un procedimento per ottimizzare l’efficienza energetica di un sistema elettrico che includa dei carichi (più o meno flessibili), delle fonti di energia (FER) e dei SAE à ̈ descritto nel brevetto US-7783390-B2. Tuttavia il sistema elettrico descritto prevede il posizionamento dei SAE a valle degli inverter, con l’insorgenza dei problemi già sopra descritti, relativi alla presenza dei convertitori AC/DC per l’alimentazione dei SAE. This concept of â € œSmart Gridâ € combined with the fact that many RES are distributed energy sources of medium-small size, determines, as already stated, a push towards the diffusion of â € œislandâ € or â € œenergy districtsâ €. These â € œenergy districtsâ € are characterized by the use of computers, also known as controllers, responsible for managing the energy resource in all its aspects. The number of these computers, their physical location and the details of the functions assigned to them, are still the subject of various proposals, and it is not excluded that the real development of the concepts of `` Smart Grid '' will be based on architectural schemes that differ from zone to zone and from operator to operator, without affecting the potential effectiveness of the â € œSmart Gridâ € in terms of efficient energy management. A known example of a controller that implements a procedure to optimize the energy efficiency of an electrical system that includes loads (more or less flexible), energy sources (RES) and SAEs is described in US-7783390- B2. However, the electrical system described provides for the positioning of the SAEs downstream of the inverters, with the onset of the problems already described above, relating to the presence of AC / DC converters for powering the SAEs.

SOMMARIO DELL’INVENZIONE SUMMARY OF THE INVENTION

Pertanto scopo della presente invenzione à ̈ quello di indicare un sistema di generazione e utilizzo (per accumulo ed erogazione) di energia elettrica prodotta da fonti di energia elettrica in corrente continua modulari, e relativo metodo di gestione del sistema, atto a risolvere i problemi su esposti. Therefore, the purpose of the present invention is to indicate a system for the generation and use (by accumulation and supply) of electricity produced by modular direct current sources of electricity, and the related system management method, suitable for solving problems on exposed.

E’ oggetto della presente invenzione un sistema di generazione e utilizzo (per accumulo ed erogazione) di energia elettrica prodotta da fonti di energia elettrica in corrente continua modulari, comprendente: un sistema di moduli interconnessi per la produzione di energia elettrica in corrente continua, detto sistema di moduli interconnessi essendo posizionato a monte di uno o più sistemi di conversione DC/AC; un sistema di elementi interconnessi per l’accumulo ed erogazione di energia elettrica prodotta da detti moduli (pannelli) di produzione di energia elettrica, detto sistema di elementi interconnessi essendo posizionato a monte di detti uno o più sistemi di conversione DC/AC; almeno un’unità di controllo elettronico, configurata per gestire le interconnessioni tra detti moduli e le interconnessioni tra detti elementi in modo tale che almeno alcuni di detti moduli interconnessi forniscano energia elettrica direttamente ad almeno alcuni di detti elementi per accumulo ed erogazione, e/o a detti uno o più sistemi di conversione DC/AC, e che almeno alcuni di detti elementi eroghino energia elettrica direttamente a detti uno o più sistemi di conversione DC/AC. The object of the present invention is a system for the generation and use (for accumulation and supply) of electrical energy produced by modular direct current electrical energy sources, comprising: a system of interconnected modules for the production of direct current electrical energy, said system of interconnected modules being positioned upstream of one or more DC / AC conversion systems; a system of interconnected elements for the accumulation and supply of electricity produced by said modules (panels) for producing electricity, said system of interconnected elements being positioned upstream of said one or more DC / AC conversion systems; at least one electronic control unit, configured to manage the interconnections between said modules and the interconnections between said elements in such a way that at least some of said interconnected modules supply electricity directly to at least some of said elements for storage and delivery, and / or to said one or more DC / AC conversion systems, and that at least some of said elements deliver electricity directly to said one or more DC / AC conversion systems.

Preferibilmente in detto sistema di generazione e utilizzo (per accumulo ed erogazione) di energia elettrica, detta almeno un’unità di controllo elettronico à ̈ inoltre configurata in modo che detto sistema di elementi interconnessi eroghi energia elettrica direttamente ad un sistema di carico in DC. Preferably in said system of generation and use (for accumulation and supply) of electrical energy, said at least one electronic control unit is also configured in such a way that said system of interconnected elements delivers electrical energy directly to a DC load system .

Preferibilmente in detto sistema di generazione e utilizzo (per accumulo ed erogazione) di energia elettrica, detto sistema di moduli (pannelli) interconnessi per la produzione di energia elettrica comprende due o più prime stringhe, ogni prima stringa comprendente una di dette prime linee elettriche, detta almeno un’unità di controllo elettronico comprendente mezzi per determinare collegamenti parallelo tra dette prime stringhe, oppure per frazionare gruppi di prime stringhe in parallelo. Preferably in said system of generation and use (for accumulation and supply) of electric energy, said system of interconnected modules (panels) for the production of electric energy comprises two or more first strings, each first string comprising one of said first electric lines, said at least one electronic control unit comprising means for determining parallel connections between said first strings, or for splitting groups of first strings in parallel.

Preferibilmente in detto sistema di generazione e utilizzo (per accumulo ed erogazione) di energia elettrica, detto sistema di elementi interconnessi per l’accumulo ed erogazione di energia elettrica comprende due o più seconde stringhe, ogni seconda stringa comprendente una di dette seconde linee elettriche, detta almeno un’unità di controllo elettronico comprendente mezzi per determinare collegamenti parallelo tra dette seconde stringhe, oppure per frazionare gruppi di seconde stringhe in parallelo. Preferably in said system of generation and use (for accumulation and supply) of electric energy, said system of interconnected elements for the accumulation and supply of electric energy comprises two or more second strings, each second string comprising one of said second electric lines , said at least one electronic control unit comprising means for determining parallel connections between said second strings, or for splitting groups of second strings in parallel.

E’ particolare oggetto della presente invenzione un sistema di generazione e utilizzo (per accumulo ed erogazione) di energia elettrica prodotta da fonti di energia elettrica in corrente continua modulari, e relativo metodo di gestione del sistema come meglio descritto nelle rivendicazioni, che formano parte integrante della presente descrizione. A particular object of the present invention is a system for the generation and use (for accumulation and supply) of electricity produced by modular direct current electricity sources, and the relative method of managing the system as better described in the claims, which form part integral to this description.

BREVE DESCIZIONE DELLE FIGURE BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Ulteriori scopi e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione che segue di esempi di realizzazione preferiti della stessa, descritti a puro titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni annessi, in cui: Further objects and advantages of the present invention will become clearer from the following description of preferred embodiments thereof, described purely by way of non-limiting example, with reference to the attached drawings, in which:

la figura 1 mostra un esempio di sistema di interconnessione tra pannelli fotovoltaici di tipo noto; Figure 1 shows an example of an interconnection system between photovoltaic panels of a known type;

le figure da 2 a 5 mostrano esempi di realizzazione di un sistema di interconnessione tra pannelli fotovoltaici in accordo con la presente invenzione; Figures 2 to 5 show examples of embodiment of an interconnection system between photovoltaic panels in accordance with the present invention;

le figure 6 e 7 mostrano schemi a blocchi di interconnessione tra un sistema di generazione di energia elettrica rinnovabile, un sistema di accumulo di energia elettrica, ed un relativo sistema di controllo in accordo con la presente invenzione; Figures 6 and 7 show interconnection block diagrams between a renewable electricity generation system, an electrical energy storage system, and a related control system in accordance with the present invention;

la figura 8 mostra un esempio di realizzazione di un sistema di interconnessione tra celle del sistema di accumulo di energia elettrica oggetto dell’invenzione; figure 8 shows an example of realization of an interconnection system between cells of the electrical energy storage system object of the invention;

la figura 9 mostra un esempio di diagramma di flusso operativo del sistema di controllo oggetto dell’invenzione. Gli stessi numeri e le stesse lettere di riferimento nelle figure identificano gli stessi elementi o componenti. Figure 9 shows an example of an operational flow diagram of the control system object of the invention. The same reference numbers and letters in the figures identify the same elements or components.

DESCRIZIONE DI DETTAGLIO DI ESEMPI DI REALIZZAZIONE DETAILED DESCRIPTION OF EXAMPLES OF IMPLEMENTATION

Nel seguito si farà specifico riferimento ad un caso non limitativo di energia elettrica prodotta da sistemi di conversione fotovoltaici. L’ambito di applicazione dell’invenzione tuttavia si intende esteso comunque ad impianti di produzione di energia da fonti rinnovabili basate sulla conversione foto-elettrochimica dell’energia solare. L’ambito di applicazione dell’invenzione si intende esteso in senso ancora più generale a fonti di energia elettrica in corrente continua modulari, quali ad esempio micro-eolico con dinamo in corrente continua (DC), oppure sistemi di trasformazione di energia meccanica in energia elettrica in corrente continua, ecc… In the following, specific reference will be made to a non-limiting case of electricity produced by photovoltaic conversion systems. However, the scope of application of the invention is intended to be extended in any case to plants for the production of energy from renewable sources based on the photo-electrochemical conversion of solar energy. The scope of application of the invention is extended in an even more general sense to modular direct current electrical energy sources, such as for example micro-wind with direct current dynamo (DC), or mechanical energy transformation systems in direct current electricity, etc ...

Secondo un primo aspetto dell’invenzione, si sfrutta il fatto che gli impianti FER, ed in particolar modo quelli costituiti da impianti fotovoltaici, sono caratterizzati da essere in genere composti da pannelli o moduli abbastanza piccoli rispetto alle dimensioni dell’impianto complessivo. According to a first aspect of the invention, it exploits the fact that RES plants, and in particular those made up of photovoltaic plants, are characterized by generally being composed of panels or modules that are quite small compared to the size of the overall plant.

Tali moduli possono essere collegati tra di loro in modo tale da poter essere combinati in serie e/o in parallelo con assoluta flessibilità. La figura 2 illustra come sia possibile ottenere tale flessibilità mediante l’azionamento molto semplice di un certo numero di interruttori. These modules can be connected together in such a way that they can be combined in series and / or in parallel with absolute flexibility. Figure 2 illustrates how this flexibility can be achieved through the very simple actuation of a number of switches.

La figura 2 mostra come i singoli moduli M1, ….. Mn di un ipotetico circuito possono essere organizzati in stringhe di lunghezza variabile mediante la manovra di semplici interruttori I1, ….In Si intende con “stringa†un insieme di moduli collegati in modo che si possano presentare all’esterno, tutti assieme, con due soli morsetti. Immaginiamo quindi i moduli ordinati in fila, anche se à ̈ chiaro che nella pratica questa fila può essere compattata in una specie di serpentina in modo da occupare razionalmente lo spazio disponibile. Figure 2 shows how the single modules M1, â € ¦ .. Mn of a hypothetical circuit can be organized into strings of variable length by the operation of simple switches I1, â € ¦.In We mean by â € œstringâ € a set of modules connected so that they can be presented outside, all together, with just two terminals. So let's imagine the modules ordered in a row, even if it is clear that in practice this row can be compacted in a kind of serpentine in order to rationally occupy the available space.

In funzione del comportamento istantaneo di ciascun modulo à ̈ possibile stabilire il numero di moduli consecutivi da collegare in serie, determinando così la tensione voluta, che à ̈ di tipo continuo, ai capi del circuito, identificati come Anodo A1 (terminale positivo) e Catodo C1 (terminale negativo). Raggiunto il numero voluto di moduli consecutivi da collegare in serie si interrompe il collegamento in serie e, manovrando opportunamente l’interruttore come rappresentato in figura 2 à ̈ possibile portare gli elettrodi di due pannelli consecutivi rispettivamente all’anodo A1 ed al catodo C1 dell’impianto, per poi cominciare a costituire una nuova serie (o stringa) di moduli. Tutte le varie serie (o stringhe) così costituite risultano pertanto collegate in parallelo tra di loro. According to the instantaneous behavior of each module, it is possible to establish the number of consecutive modules to be connected in series, thus determining the desired voltage, which is of the continuous type, across the circuit, identified as Anode A1 (positive terminal) and Cathode C1 (negative terminal). Once the desired number of consecutive modules to be connected in series has been reached, the series connection is interrupted and, by suitably operating the switch as shown in figure 2, it is possible to bring the electrodes of two consecutive panels respectively to the anode A1 and to the cathode C1 of the system, to then begin to build a new series (or string) of modules. All the various series (or strings) thus constituted are therefore connected in parallel with each other.

La figura 2 mostra nelle sue parti superiore ed inferiore un solo Anodo ed un solo Catodo. Tuttavia à ̈ possibile prevedere un sistema con 2, 3 o un numero generico “N†di coppie Anodo-Catodo, organizzate in modo tale che l’intero insieme di moduli possa essere partizionato in 2, 3 o “N†diversi sottocircuiti o sezioni. Figure 2 shows in its upper and lower parts only one Anode and one Cathode. However, it is possible to envisage a system with 2, 3 or a generic number â € œNâ € of Anode-Cathode pairs, organized in such a way that the entire set of modules can be partitioned into 2, 3 or â € œNâ € different sub-circuits or sections.

Le figure 3.1 e 3.2 che seguono nostrano esempi di circuiterie sezionabili in 2 o 3 ripartizioni. Figures 3.1 and 3.2 below show examples of circuits that can be divided into 2 or 3 divisions.

Il caso di ripartizione in due sezioni S1 e S2, Fig. 3.1, dell’energia prodotta à ̈ particolarmente semplice. Insiemi di stringhe di moduli connesse in parallelo formano una sezione, S1 o S2. Qui à ̈ sufficiente attestare i due morsetti di ingresso/uscita di ogni sezione ad estremità opposte di Anodo e Catodo ed aprire degli interruttori opportunamente per separare le stringhe secondo la proporzione voluta. The case of dividing the energy produced into two sections S1 and S2, Fig. 3.1, is particularly simple. Sets of strings of modules connected in parallel form a section, S1 or S2. Here it is sufficient to place the two input / output terminals of each section at opposite ends of the Anode and Cathode and open the switches appropriately to separate the strings according to the desired proportion.

Anche la ripartizione in tre sezioni S’1, S’2, S’3 (Fig. 3.2) à ̈ molto semplicemente attuabile aprendo i conduttori di Catodo e di Anodo delle sezioni in due punti anziché in uno solo come nel caso di ripartizione in due. In questo caso, un altro morsetto di ingresso/uscita verrà attestato su una nuova coppia di conduttori. Even the division into three sections Sâ € ™ 1, Sâ € ™ 2, Sâ € ™ 3 (Fig. 3.2) is very simply feasible by opening the Cathode and Anode conductors of the sections in two points instead of just one as in the case of splitting in two. In this case, another input / output terminal will be connected to a new pair of conductors.

Dagli esempi fatti risulta chiaro come sia possibile generalizzare il numero di ripartizioni, organizzando opportunamente i collegamenti delle stringhe. From the examples given it is clear how it is possible to generalize the number of divisions, by appropriately organizing the connections of the strings.

La ripartizione in più sezioni di stringhe può essere ad esempio usata per fornire l’energia elettrica prodotta dalle varie sezioni ad utilizzatori diversi. The division into several sections of strings can be used, for example, to supply the electricity produced by the various sections to different users.

Lo schema elettrico riportato Fig. 2 prevede l’impiego di interruttori posizionati tra i moduli, i cablaggi sono decisamente ridotti rispetto al caso dell’arte nota in cui gli interruttori sono concentrati in una matrice, ma la posa dell’impianto con la realizzazione dei relativi collegamenti può essere ulteriormente semplificata. The wiring diagram shown in Fig. 2 provides for the use of switches positioned between the modules, the wiring is considerably reduced compared to the case of the known art in which the switches are concentrated in a matrix, but the installation of the system with the creation of the relative connections can be further simplified.

Infatti, per realizzare lo schema riportato in Fig. 2 si può procedere in modo estremamente semplice posizionando gli interruttori in corrispondenza degli elettrodi di ogni modulo o pannello fotovoltaico, integrandoli quindi nel pannello stesso. In fact, to create the diagram shown in Fig. 2, it is possible to proceed in an extremely simple way by positioning the switches in correspondence with the electrodes of each photovoltaic module or panel, thus integrating them into the panel itself.

Come mostrato in Fig. 4, à ̈ sufficiente che ogni singolo modulo N-1, N, N+1, includa un paio di interruttori semplici a due posizioni I41, I42, e che presenti tre morsetti di ingresso MI e tre di uscita MU (in figura si identificano quelli del modulo N). Tale caratteristica risulta particolarmente vantaggiosa nella posa di grossi impianti fotovoltaici, che occupano aree molto estese e per i quali la semplicità di installazione e di manutenzione à ̈ un fattore rilevante, e quindi la possibilità che gli interruttori necessari siano integrati nel modulo stesso (senza necessità di installarli a parte) à ̈ senza dubbio interessante. As shown in Fig. 4, it is sufficient that each single module N-1, N, N + 1, includes a pair of simple two-position switches I41, I42, and that it has three input terminals MI and three output terminals MU (in the figure those of module N are identified). This feature is particularly advantageous in the installation of large photovoltaic systems, which occupy very large areas and for which the simplicity of installation and maintenance is a relevant factor, and therefore the possibility that the necessary switches are integrated into the module itself (without the need for to install them separately) It is undoubtedly interesting.

E’ sufficiente quindi posare il sistema fotovoltaico collegando con un cavo trifilare i tre morsetti di uscita di ciascun pannello con i tre morsetti di ingresso del pannello successivo. It is therefore sufficient to lay the photovoltaic system by connecting the three output terminals of each panel with the three input terminals of the next panel with a three-wire cable.

I tre fili rappresentano rispettivamente la “linea di anodo†A4, la “linea di catodo†C4, e la “linea di stringa†S4. La “linea di stringa†S4 serve per collegare l’anodo di un pannello con il catodo del pannello adiacente nel caso i due pannelli siano da collegare in serie. I pannelli possono anche essere collegati tutti in parallelo, chiudendo l’anodo di ogni pannello sulla linea di anodo A4 ed il catodo di ogni pannello sulla linea di catodo C4.Il caso tipico, comunque, prevede che circuiti serie vengano collegati tra loro in parallelo. E’ chiaro che i circuiti da collegare in parallelo (che nel caso in questione si comportano come generatori) devono avere il loro punto di massima efficienza tutti alla stessa tensione, allo scopo di limitare l’insorgere di correnti indesiderate. Normalmente, pertanto, quando si tratta di collegare moduli tutti identici tra di loro, sarà necessario configurare dei circuiti serie composti da un egual numero di moduli, per poi collegare tutti questi circuiti serie, tra di loro, in parallelo. The three wires represent respectively the â € œanode lineâ € A4, the â € œcathode lineâ € C4, and the â € œstring lineâ € S4. The â € œstring lineâ € S4 is used to connect the anode of a panel with the cathode of the adjacent panel if the two panels are to be connected in series. The panels can also be connected all in parallel, closing the anode of each panel on the anode line A4 and the cathode of each panel on the cathode line C4. The typical case, however, provides that series circuits are connected together in parallel. It is clear that the circuits to be connected in parallel (which in the case in question behave as generators) must all have their point of maximum efficiency at the same voltage, in order to limit the occurrence of unwanted currents. Normally, therefore, when it comes to connecting modules that are all identical to each other, it will be necessary to configure series circuits consisting of an equal number of modules, to then connect all these series circuits, to each other, in parallel.

E’ ovviamente possibile il caso di moduli diversi tra di loro, ad esempio illuminati in modo eterogeneo, come i pannelli solari che per motivi estetici vengono montati con inclinazioni diverse per seguire la superficie di un fabbricato, oppure ancora di diverso tipo di utilizzo di fonte energetica,. Il loro mutuo collegamento, ad esempio in parallelo, sarà più complesso, ma comunque possibile, dovendo ricercare configurazioni in cui tutti i circuiti collegati in parallelo abbiano un punto di lavoro ottimale (o comunque accettabile) ad una stessa tensione. It is obviously possible the case of modules that are different from each other, for example illuminated in a heterogeneous way, such as solar panels which for aesthetic reasons are mounted with different inclinations to follow the surface of a building, or even with a different type of use of energy source,. Their mutual connection, for example in parallel, will be more complex, but still possible, having to search for configurations in which all the circuits connected in parallel have an optimal (or in any case acceptable) working point at the same voltage.

Quindi il catodo di ciascun pannello va collegato o con l’anodo del pannello adiacente attraverso la “linea di stringa†S4, se da connettere in serie, o con la “linea di catodo†S4 se tale pannello costituisce l’estremità negativa della stringa; mentre l’anodo di ciascun pannello va collegato o con il catodo del pannello adiacente , se da connettere in serie, o con la “linea di anodo†A4 se tale pannello costituisce l’estremità positiva della stringa. Therefore the cathode of each panel must be connected either with the anode of the adjacent panel through the `` string line '' S4, if to be connected in series, or with the `` cathode line '' S4 if this panel constitutes the negative end of the string; while the anode of each panel must be connected either with the cathode of the adjacent panel, if to be connected in series, or with the â € œanode lineâ € A4 if this panel constitutes the positive end of the string.

Come mostrato in Figura 5, complicando leggermente il sistema dei contatti, ed aggiungendo un interruttore, Ã ̈ possibile anche escludere un singolo pannello. As shown in Figure 5, by slightly complicating the contact system, and by adding a switch, it is also possible to exclude a single panel.

Gli interruttori di anodo I51 e di catodo I53 di un pannello possono anche essere posti in una terza posizione (oltre a quelle previste in base a quanto descritto in relazione alla fig. 4) in cui non fanno contatto con alcuna linea: in tal caso la linea di stringa S5 deve essere chiusa con un apposito interruttore I52. Così posizionando gli interruttori un pannello risulta escluso. The anode I51 and cathode I53 switches of a panel can also be placed in a third position (in addition to those provided on the basis of what is described in relation to fig. 4) in which they do not make contact with any line: in this case the S5 string line must be closed with a special switch I52. Thus, by positioning the switches, a panel is excluded.

I metodi noti con cui un pannello viene escluso (quando ad esempio ombreggiato e/o danneggiato), non consentirebbero di ripristinare l’ottimale lunghezza di stringa, e pertanto, tali situazioni vengono gestite nell’arte nota escludendo dalla produzione di energia un’intera stringa. The known methods with which a panel is excluded (when for example shaded and / or damaged), would not allow to restore the optimal string length, and therefore, such situations are managed in the known art by excluding a € ™ entire string.

Il controllo degli interruttori può essere telecomandato e gestito da un sistema di controllo a livello del “distretto energetico†a cui si attesta l’impianto. L’azionamento degli interruttori può essere semplicemente effettuato con un comando elettrico trasportato sulla stessa linea di trasferimento dell’energia elettrica (ad esempio sulle linee di anodo e catodo) con tecniche ad “Onde Convogliate†(Power-Lines) di per sé note. Si noti che il comando da inviare a ciascun interruttore à ̈, nel caso più semplice, di un bit. The control of the switches can be remotely controlled and managed by a control system at the level of the â € œenergy districtâ € to which the plant is located. The activation of the switches can be simply carried out with an electric command carried on the same transfer line as the electricity (for example on the anode and cathode lines) with `` Conveyed Wave '' (Power-Lines) techniques of per sà © notes. Note that the command to be sent to each switch is, in the simplest case, one bit.

Rispetto alle applicazioni “Power Line†tradizionali in cui i dati sono trasferiti su cavi in cui vi à ̈ una trasmissione di energia in regime alternato, questo caso appare più semplice in quanto il regime di trasmissione dell’energia à ̈ continuo, e quindi à ̈ molto facilmente separabile da qualsiasi portante, anche a frequenza relativamente bassa su cui trasmettere i dati. In ogni caso, uno dei numerosi standard già definiti per questo genere di applicazioni può certamente essere usato allo scopo. A titolo di esempio si citano gli standard IEEE P1901, oppure quelli definiti da alleanze industriali quali la “Universal Powerline Association†o la “HomePlug Powerline Alliance†. Compared to traditional â € œPower Lineâ € applications in which data is transferred on cables in which there is an alternating energy transmission, this case appears simpler as the energy transmission rate is continuous, and therefore it is very easily separable from any carrier, even at a relatively low frequency on which to transmit the data. In any case, one of the many standards already defined for this kind of application can certainly be used for this purpose. As an example, the IEEE P1901 standards are mentioned, or those defined by industrial alliances such as the â € œUniversal Powerline Associationâ € or the â € œHomePlug Powerline Allianceâ €.

Anche se le necessità trasmissive di questa applicazione sono estremamente ridotte, e quindi non ci sono certamente problemi ad utilizzare la tecnica delle “Onde Convogliate†, à ̈ possibile utilizzare un ulteriore accorgimento volto a ridurre ulteriormente i disturbi. Dato che l’azionamento degli interruttori non à ̈ un’operazione da effettuare continuamente e ad alte frequenze, si può trasmettere tutti i comandi a tutti gli interruttori, senza che questi commutino immediatamente dopo aver ricevuto il comando, per poi commutare con un ritardo prefissato, oppure alla ricezione di un segnale di “trigger†. In questo modo si evita che, a causa della commutazione dei primi interruttori si generino dei transitori di disturbo che potrebbero ostacolare la trasmissione dei comandi per gli ultimi interruttori. Even if the transmission needs of this application are extremely reduced, and therefore there are certainly no problems in using the “Conveying Waves” technique, it is possible to use an additional device aimed at further reducing the disturbances. Since the activation of the switches is not an operation to be carried out continuously and at high frequencies, it is possible to transmit all the commands to all the switches, without them switching immediately after receiving the command, and then switching with a fixed delay, or upon receipt of a â € œtriggerâ € signal. In this way it is avoided that, due to the commutation of the first switches, disturbance transients are generated which could hinder the transmission of the commands for the last switches.

Data la semplicità della soluzione, à ̈ possibile integrare tali interruttori nella struttura stessa del pannello in fase di costruzione, con costi aggiuntivi marginali. In questo modo à ̈ possibile produrre dei pannelli collegabili molto semplicemente e configurabili in modo molto flessibile in combinazioni serie-parallelo. Given the simplicity of the solution, it is possible to integrate these switches into the structure of the panel itself during construction, with marginal additional costs. In this way it is possible to produce panels that can be connected very simply and configurable in a very flexible way in series-parallel combinations.

In questo caso la “linea di catodo†e “la linea di anodo†passano nel “Sistema di connessione†di ciascun modulo, e sono quindi anch’esse facilmente interrompibili e quindi adatte a realizzare le partizioni del sistema sopra descritte. In this case the `` cathode line '' and `` the anode line '' pass through the `` Connection system '' of each module, and are therefore also easily interruptible and therefore suitable for creating the system partitions described above. .

E’ chiaro che per partizioni superiori all’ordine due, à ̈ necessario far passare ulteriori coppie di linee anodo/catodo come spiegato in precedenza. E’ pertanto chiaro che, nel caso si vogliano integrare le linee di anodo e di catodo nella struttura dei moduli (ad esempio per evitare la posa di cablaggi esterni), tali linee (pur sempre integrabili nella struttura) dovranno essere bi-filari nel caso si vogliano consentire tri-partizioni, realizzando lo schema elettrico rappresentato in figura 3.2. Ordini di partizione più numerosi, richiederanno che le linee di anodo e di catodo siano realizzate con numeri crescenti di linee conduttrici). Varianti che mirino ad ulteriori risparmi di cablaggi sono possibili posizionando in modo opportuno (ad esempio su lati opposti del pannello) le triplette di morsetti di ingresso e di uscita. E’ pure possibile prevedere la presenza nel pannello di spine o prese complementari a incastro che non hanno bisogno di alcun cablaggio esterno e che servono anche a rafforzare l’accoppiamento meccanico tra i pannelli della griglia fotovoltaica. It is clear that for partitions higher than order two, it is necessary to pass further pairs of anode / cathode lines as explained previously. It is therefore clear that, if the anode and cathode lines are to be integrated into the structure of the modules (for example to avoid the laying of external wiring), these lines (although they can always be integrated into the structure) must be two-row in the if you want to allow three-partitions, creating the wiring diagram shown in figure 3.2. More partition orders will require the anode and cathode lines to be made with increasing numbers of conductor lines). Variants that aim at further savings in wiring are possible by positioning the triplets of input and output terminals in an appropriate way (for example on opposite sides of the panel). It is also possible to foresee the presence in the panel of complementary interlocking plugs or sockets which do not need any external wiring and which also serve to strengthen the mechanical coupling between the panels of the photovoltaic grid.

Gli interruttori possono anche essere configurati in modo tale da rendere possibile l’asportazione del pannello, in caso ad esempio di guasto, riparazione, sostituzione. Ad esempio, à ̈ possibile dotare il pannello di connettori di ingresso e di uscita, che connettono le linee di catodo, anodo e stringa agli interruttori. Nel caso di integrazione degli interruttori nel pannello, i connettori comprendono connessioni tali che, in caso di asportazione del pannello, cortocircuitano la linea di stringa ed aprono le connessioni alle linee di anodo e catodo. Oppure nel caso di interruttori esterni al pannello, à ̈ sufficiente azionare gli interruttori come sopra descritto, e disconnettere i connettori del pannello. The switches can also be configured in such a way as to make it possible to remove the panel, in case of breakdown, repair, replacement, for example. For example, it is possible to equip the panel with input and output connectors, which connect the cathode, anode and string lines to the switches. In the case of integration of the switches in the panel, the connectors include connections such that, in case of removal of the panel, they short-circuit the string line and open the connections to the anode and cathode lines. Or in the case of switches outside the panel, it is sufficient to operate the switches as described above, and disconnect the panel connectors.

La realizzazione di dette varianti circuitali à ̈ alla portata del tecnico del ramo. The realization of said circuit variants is within the reach of the person skilled in the art.

In generale si può affermare che, dato un insieme di pannelli fotovoltaici, sia possibile organizzarli collegandoli in modo flessibile allo scopo di avere un numero prefissato di uscite sulle quali ripartire la potenza generata o assorbita controllandone corrente e tensione, essendo tale controllo effettuabile con la precisione data dalle caratteristiche di corrente e tensione dei singoli elementi di generazione. In general it can be said that, given a set of photovoltaic panels, it is possible to organize them by connecting them flexibly in order to have a predetermined number of outputs on which to divide the generated or absorbed power by controlling current and voltage, since this control can be carried out with precision. given by the current and voltage characteristics of the individual generating elements.

Si à ̈ visto anche come, applicando le tecniche di configurazione flessibile delle stringhe citate in precedenza, sia possibile che anche una FER classica, quale un impianto fotovoltaico, possa essere configurata in modo da presentare in uscita una tensione controllabile, dipendendo la precisione della tensione d’uscita dalla tensione di lavoro del singolo pannello in determinate condizioni di temperatura ed irraggiamento, contribuendo pure a risolvere in modo ottimale i problemi di bilanciamento energetico su esposti. We have also seen how, by applying the flexible configuration techniques of the strings mentioned above, it is possible that even a classic RES, such as a photovoltaic system, can be configured in such a way as to present a controllable voltage at the output, depending on the accuracy of the voltage. output from the working voltage of the single panel in certain temperature and irradiation conditions, also contributing to optimally solving the above-mentioned energy balancing problems.

Secondo ulteriori aspetti della presente invenzione, analogamente a quanto si può fare nel riconfigurare in modo flessibile i collegamenti serie parallelo di un impianto modulare di generazione di energia elettrica in corrente continua, si può procedere a riconfigurare anche i collegamenti di un sistema di accumulo SAE. Infatti la maggior parte dei sistemi di accumulo sono caratterizzati dall’essere composti da moduli elementari che, in genere, sono collegati in modo fisso per presentare ai morsetti una tensione grossomodo costante e per poter erogare la potenza che viene dichiarata. Tuttavia, nell’applicazione a valle di un impianto fotovoltaico, anche un SAE può essere convenientemente realizzato in modo da avere una configurazione dei suoi collegamenti interni flessibile e tale da accettare diverse tensioni e correnti di carica. According to further aspects of the present invention, similarly to what can be done in flexibly reconfiguring the parallel series connections of a modular direct current electricity generation plant, it is also possible to reconfigure the connections of an SAE storage system. In fact, most of the storage systems are characterized by being composed of elementary modules which, in general, are connected in a fixed way to have a roughly constant voltage at the terminals and to be able to deliver the declared power. However, in the downstream application of a photovoltaic system, even an SAE can be conveniently made in such a way as to have a configuration of its internal connections that is flexible and such as to accept different charging voltages and currents.

Quindi modificando le connessioni serie parallelo sia di FER che di SAE, e potendo partizionare sia FER che SAE, à ̈ possibile ottenere ottimizzazioni nella gestione dell’energia. Therefore by modifying the parallel series connections of both RES and SAE, and being able to partition both RES and SAE, it is possible to obtain optimizations in energy management.

L’invenzione insegna ad operare tali configurazioni con il semplice ricorso a soli interruttori comandabili da un calcolatore o controllore sul quale sono caricati programmi di comando degli interruttori, e programmi che implementano algoritmi, di per sé noti, di ricerca delle condizioni di funzionamento ottimo, in cui la funzione da ottimizzare può essere sia tecnica che economica. The invention teaches how to operate such configurations with the simple use of switches that can be controlled by a computer or controller on which are loaded switch command programs, and programs that implement algorithms, known per se, to search for operating conditions. optimal, in which the function to be optimized can be both technical and economic.

Si osserva che quanto più numerosi sono gli elementi sia di FER che di SAE, tanto più sono raffinate le ricerche di accoppiamento ottimo tra i vari elementi. It is observed that the more numerous the elements of both FER and SAE, the more refined are the searches for optimal coupling between the various elements.

In definitiva à ̈ a questo punto chiaro come una FER possa essere collegata anche ad un SAE, oltre che ad un inverter, senza passare attraverso stadi di conversione DC-AC e AC-DC, semplicemente configurando opportunamente le configurazioni serie-parallelo di FER e di SAE in modo da rendere il più possibile vicine la tensione d’uscita della FER e la tensione di ingresso ottimale per la carica del SAE. Per quanto riguarda le correnti, il problema appare meno critico in quanto il SAE può in genere accettare una gamma di correnti più ampia, in genere à ̈ essenziale che vi sia la corrente minima capace di innescare il processo di carica, mentre correnti troppo elevate potrebbero surriscaldare troppo la batteria compromettendone il rendimento e, in casi limite, danneggiandola. Nel caso di produzioni molto basse, e quindi di correnti basse, si può prevedere la carica di pochi moduli del SAE, al limite un solo modulo alla volta, e quindi si può prevedere il funzionamento dell’accoppiamento anche con una corrente molto bassa, se si pensa che normalmente i SAE possono essere sistemi molto granulari e composti da decine, o centinaia, di moduli elementari. Ultimately, it is now clear how a RES can also be connected to an SAE, as well as to an inverter, without going through DC-AC and AC-DC conversion stages, simply by appropriately configuring the series-parallel configurations of RES and of SAE in order to make the output voltage of the RES and the optimal input voltage for the SAE charge as close as possible. As for the currents, the problem appears less critical as the SAE can generally accept a wider range of currents, generally it is essential that there is the minimum current capable of triggering the charging process, while currents that are too high could overheating the battery too much, compromising its performance and, in extreme cases, damaging it. In the case of very low productions, and therefore of low currents, it is possible to foresee the charge of a few modules of the SAE, at the limit only one module at a time, and therefore it is possible to foresee the operation of the coupling even with a very low current. if you think that normally SAEs can be very granular systems composed of tens or hundreds of elementary modules.

Normalmente i SAE sono di tipo elettrochimico, sia che si tratti di classiche batterie al piombo o al gel, sia che si tratti di sistemi a circolazione di elettrolita, o altri sistemi di accumulo di vario tipo. Normally SAEs are of the electrochemical type, whether they are classic lead or gel batteries, whether they are electrolyte circulation systems, or other accumulation systems of various types.

In ogni caso si può sfruttare il fatto che i SAE sono costituiti da un certo numero di moduli o celle elementari che vengono collegate in serie ed in parallelo per presentarsi come un sistema con una sola coppia di morsetti di ingresso/uscita. Collegando vari moduli tra di loro in serie, si ottiene un circuito che presenta ai morsetti una tensione maggiore, e poi collegando tra di loro in parallelo i circuiti-serie si ottiene un circuito capace di assorbire/erogare correnti sempre maggiori all’aumentare del numero dei circuiti collegati in parallelo. In any case, it is possible to exploit the fact that SAEs are made up of a certain number of elementary modules or cells that are connected in series and in parallel to appear as a system with only one pair of input / output terminals. By connecting various modules to each other in series, a circuit is obtained that has a higher voltage at the terminals, and then by connecting the series-circuits together in parallel, a circuit is obtained that is capable of absorbing / delivering ever greater currents as the number of circuits connected in parallel.

La possibilità di manovrare con assoluta flessibilità un opportuno insieme di interruttori consente inoltre di lavorare impiegando solo porzioni del SAE. Ciò à ̈ molto utile soprattutto quando sono in gioco, in fase di carica, energie molto basse. The possibility of operating an appropriate set of switches with absolute flexibility also allows you to work using only portions of the SAE. This is very useful especially when very low energies are in play, being charged.

Quindi tutti gli schemi di collegamento flessibile dei vari moduli FER precedentemente illustrati possono essere applicati anche agli elementi dei sistemi di accumulo SAE. Un esempio di realizzazione di interconnessioni tra moduli di SAE sarà descritto nel seguito. Therefore, all the flexible connection diagrams of the various RES modules previously illustrated can also be applied to the elements of the SAE storage systems. An example of realization of interconnections between SAE modules will be described below.

Nell’accoppiamento tra FER e SAE, potendo agire sia nel controllo della tensione d’ingresso al SAE e sia nel controllo della tensione di uscita dalla FER, à ̈ possibile in genere trovare le combinazioni che più si avvicinano alla soluzione ottima. In the coupling between FER and SAE, being able to act both in the control of the input voltage to the SAE and in the control of the output voltage from the FER, it is generally possible to find the combinations that are closest to the optimal solution.

Anche per i SAE come per le FER, oltre alla possibilità di combinare con flessibilità i collegamenti serie/parallelo, à ̈ importante anche poter realizzare le sezionabilità. Ad esempio, nel caso di valori di produzione di energia particolarmente bassi da immagazzinare, à ̈ possibile fisicamente caricare solo alcuni elementi del SAE, oppure, essendo i diversi elementi del SAE ad un diverso stato di carica, si può procedere a fasi di scarica o di carica selettive. Also for SAEs as for RES, in addition to the possibility of flexibly combining the series / parallel connections, it is also important to be able to realize the sectionability. For example, in the case of particularly low energy production values to be stored, it is possible to physically charge only some elements of the SAE, or, since the different elements of the SAE have a different state of charge, it is possible to proceed to discharge phases or of selective charge.

La presente invenzione consente di realizzare una ulteriore funzionalità che può essere eseguita in ambito locale in seno ad una “Smart Grid†. Tale funzionalità prescinde dalle scelte hardware che interessano i calcolatori deputati a far funzionare la “Smart Grid†, e prevede che vengano risolti i problemi di adattamento in DC delle varie parti dei sistemi (FER – SAE – inverter), ed inoltre che venga ottimizzata la ripartizione dell’energia disponibile (da FER o da SAE). The present invention allows to realize a further functionality that can be performed locally within a â € œSmart Gridâ €. This functionality is independent of the hardware choices that affect the computers responsible for operating the â € œSmart Gridâ €, and requires that the DC adaptation problems of the various parts of the systems be solved (FER - SAE - inverter), and moreover that the distribution of available energy (from RES or SAE) is optimized.

La presente invenzione risolve quindi sia problemi di adattamento in continua tra le varie parti del sistema, sia problemi di gestione della risorsa energetica mediante un controllore, che può essere un dispositivo dedicato quanto una funzione eseguita da uno dei vari calcolatori certamente presenti nelle “Smart Grid†. The present invention therefore solves both problems of continuous adaptation between the various parts of the system, and problems of managing the energy resource by means of a controller, which can be a dedicated device or a function performed by one of the various computers certainly present in the â € œSmart He shouted.

La figura 6 illustra i principali elementi del sistema, che comprende almeno un FER, almeno un SAE, e almeno un controllore CNT. FER e SAE si trovano a monte dei sistemi di conversione DC/AC comprendenti almeno un sistema di inverter INV1 verso carichi esterni, come la rete di distribuzione di energia elettrica pubblica, e/o almeno un sistema di inverter INV2 verso carichi interni locali, come la rete elettrica domestica. Figure 6 illustrates the main elements of the system, which includes at least one RES, at least one SAE, and at least one CNT controller. RES and SAE are located upstream of the DC / AC conversion systems including at least one INV1 inverter system towards external loads, such as the public electricity distribution network, and / or at least one INV2 inverter system towards local internal loads, such as the home electrical network.

L’esempio di figura 6 riporta due reti di carico perché à ̈ questo il caso più tipico, in quanto à ̈ utile distinguere tra i carichi privati, che possono essere gestiti con criteri di “Smart Grids†, e associati in modo privilegiato alla FER , ad esempio per autoconsumo, ed i carichi generici esterni connessi ad una rete esterna o pubblica. In realtà potrebbero essere presenti un numero qualsiasi di reti di carico. The example of figure 6 shows two load nets because this is the most typical case, as it is useful to distinguish between private loads, which can be managed with â € œSmart Gridsâ € criteria, and associated in a way privileged to RES, for example for self-consumption, and external generic loads connected to an external or public network. In fact, any number of cargo nets may be present.

Le linee tratteggiate indicano scambi di informazioni e/o comandi, mentre le linee continue rappresentano flussi di energia elettrica. In particolare si realizza scambio bidirezionale di informazioni e/o comandi tra controllore CNT e FER, SAE, INV2 (ad esempio relativi a previsioni di disponibilità di energia elettrica, o diagnostica), mentre il controllore CNT può in genere solo ricevere informazioni dalla rete esterna tramite l’inverter INV1 (ad esempio può ricevere informazioni sul prezzo a cui la rete à ̈ disposta ad acquisire o cedere eventuale energia disponibile). FER può fornire flussi di energia a SAE, e agli inverter INV1, INV2. The dotted lines indicate exchanges of information and / or commands, while the solid lines represent flows of electrical energy. In particular, there is a bidirectional exchange of information and / or commands between the CNT controller and FER, SAE, INV2 (for example relating to forecasts of electricity availability, or diagnostics), while the CNT controller can generally only receive information from the external network. through the INV1 inverter (for example, it can receive information on the price at which the grid is willing to acquire or sell any available energy). RES can supply energy flows to SAE, and to inverters INV1, INV2.

SAE può ricevere energia da immagazzinare da FER e può fornire energia agli inverter INV1, INV2. SAE can receive energy to be stored from RES and can supply energy to inverters INV1, INV2.

Ovviamente nulla vieta che anche la rete pubblica possa ricevere comandi ed informazioni dal controllore CNT. Inoltre à ̈ anche possibile la gestione di un flusso di energia da rete esterna a SAE: tale opzione potrebbe risultare utile per acquistare energia a prezzo favorevole, in opportuni intervalli temporali, da usare ad esempio durante ore di punta in cui il prezzo dell’energia sarebbe massimo ed in cui non si prevede di produrre energia a sufficienza da parte di FER. Obviously, nothing prevents the public network from receiving commands and information from the CNT controller. Furthermore, it is also possible to manage an energy flow from the external grid to SAE: this option could be useful for purchasing energy at a favorable price, in appropriate time intervals, to be used for example during peak hours in which the price of the energy would be maximum and in which it is not expected to produce enough energy by RES.

Inoltre à ̈ possibile configurare SAE in modo che possa fornire diversi valori di tensione ad uscite prestabilite, eventualmente riconfigurabili dal controllore, che sono quindi utilizzabili da carichi locali funzionanti a tensione continua e/o di convertitori DC/DC che adattano i livelli di tensione generabili dal SAE per questi carichi. In questo modo si guadagna in efficienza eliminando o perlomeno diminuendo la dissipazione energetica dovuta alla conversione DC/AC operata dagli inverter e quella successiva operata dagli alimentatori degli apparecchi funzionanti in continua (per esempio cellulari, notebook, carica-batterie, ecc….). It is also possible to configure SAE so that it can supply different voltage values to pre-established outputs, possibly reconfigurable by the controller, which can therefore be used by local loads operating at direct voltage and / or by DC / DC converters that adapt the voltage levels that can be generated. from the SAE for these loads. In this way, efficiency is gained by eliminating or at least decreasing the energy dissipation due to the DC / AC conversion carried out by the inverters and the subsequent one carried out by the power supplies of the devices operating continuously (for example mobile phones, notebooks, battery chargers, etc.) .

Lo scambio di informazioni tra controllore CNT ed inverter INV1, INV2 può avvenire su un bus ethernet mentre lo scambio di informazioni tra controllore e FER e tra controllore e SAE può avvenire su “Onde Convogliate†. E’ possibile che i SAE di una certa dimensione siano già dotati di un loro controllore che svolge alcune funzioni di gestione del sistema; in tal caso anche le comunicazioni tra il controllore CNT ed il controllore del SAE possono avvenire su un bus ethernet, mentre possono transitare su “Onde Convogliate†le informazioni di comando degli interruttori tra il controllore del SAE e gli interruttori stessi. The exchange of information between the CNT controller and the INV1, INV2 inverter can take place on an ethernet bus while the exchange of information between the controller and the RES and between the controller and SAE can take place on â € œ Conveied Wavesâ €. It is possible that SAEs of a certain size are already equipped with their own controller that performs some system management functions; in this case also the communications between the CNT controller and the SAE controller can take place on an ethernet bus, while the control information of the switches between the SAE controller and the switches themselves can transit on "Conveyed Waves".

Anche le FER possono essere associate ad un controllore specifico che dialoga con il controllore CNT su un bus ethernet, per poi trasmettere su “Onde Convogliate†i comandi agli interruttori del FER stesso. The RES can also be associated with a specific controller that communicates with the CNT controller on an ethernet bus, and then transmits the commands to the switches of the RES itself on â € œDirected Wavesâ €.

I controllori del SAE e della FER possono essere visti come delle estensioni del controllore CNT, quindi nel seguito faremo sempre riferimento alle comunicazioni tra controllore e SAE e tra controllore e FER intendendo per controllore il controllore CNT. The controllers of the SAE and of the FER can be seen as extensions of the CNT controller, therefore in the following we will always refer to the communications between the controller and the SAE and between the controller and the FER, meaning by the controller the CNT controller.

Quando ci si riferisce a comunicazioni su bus ethernet, si intende che la comunicazione à ̈ tra calcolatori e che quindi può essere usata una comune tecnica per gestire questo tipo di comunicazioni: ad esempio, anche una comunicazione WiFi o una tecnica M2M. When we refer to communications on ethernet bus, we mean that the communication is between computers and that therefore a common technique can be used to manage this type of communication: for example, even a WiFi communication or an M2M technique.

Si considera ora un esempio tipico di utilizzo di una rete come quella descritta in riferimento alla figura 6. A typical example of using a network such as the one described with reference to Figure 6 is now considered.

Si considera la produzione di una FER data da un impianto modulare di generazione di energia elettrica in corrente continua costituito da N pannelli in un generico istante T1. In tale istante T1 la FER sta rendendo disponibile un ammontare di potenza Pf1, mentre la rete dei carichi interni sta richiedendo una potenza Pc1, con Pc1<Pf1. The production of a RES is considered given by a modular direct current electricity generation plant consisting of N panels in a generic instant T1. At this instant T1 the RES is making available an amount of power Pf1, while the network of internal loads is requesting a power Pc1, with Pc1 <Pf1.

Il controllore CNT à ̈ collegato con l’inverter di rete INV1 e con l’inverter locale INV2, e con questi può scambiare informazioni. Il caso più semplice à ̈ che scambi informazioni su un bus ethernet. The CNT controller is connected to the INV1 network inverter and to the INV2 local inverter, and can exchange information with them. The simplest case is that you exchange information on an ethernet bus.

Inoltre il controllore CNT à ̈ collegato a tutte le coppie di morsetti I/O della FER ed anche della SAE. Su tali morsetti può effettuare misure in continua di corrente e tensione, e può trasmettere mediante “Onde Convogliate†i comandi necessari alla configurazione tanto della FER quanto del SAE. Nel caso ipotizzato (Pf1>Pc1) il controllore, secondo un possibile modo di funzionamento, provvede a ripartire una parte di Pf1 pari al fabbisogno Pc1 sull’uscita collegata all’inverter INV2. Oltre a ciò, il controllore provvede a combinare i collegamenti serie parallelo della FER in modo che sull’uscita collegata all’inverter INV2 si presenti un profilo corrente-tensione che ottimizzi le prestazioni degli elementi di conversione. Furthermore, the CNT controller is connected to all the pairs of I / O terminals of the FER and also of the SAE. On these terminals it can carry out direct current and voltage measurements, and can transmit the commands necessary for the configuration of both the RES and SAE by means of “Convogliate Waves”. In the hypothesized case (Pf1> Pc1) the controller, according to a possible operating mode, distributes a part of Pf1 equal to the requirement Pc1 on the output connected to the INV2 inverter. In addition to this, the controller combines the parallel series connections of the RES so that on the output connected to the INV2 inverter there is a current-voltage profile that optimizes the performance of the conversion elements.

La rimanente potenza resa disponibile dalla FER (Pf1-Pc1) viene invece resa disponibile tutta sull’uscita collegata al SAE. In questo caso il controllore CNT si farà carico di configurare sia i moduli del SAE che quelli della FER in modo tale che il SAE possa lavorare con il massimo rendimento di accumulo. Ad esempio, se la potenza in eccesso fosse poca, potrebbe essere conveniente attivare sull’ingresso di carica del SAE solo una parte dei moduli della batteria stessa, di conseguenza risulterà necessario configurare anche la parte dei moduli della FER che producono l’energia in eccesso in modo da realizzare, nel collegamento FER-SAE, la caratteristica corrente-tensione appropriata per ottimizzare il rendimento di accumulo. The remaining power made available by the RES (Pf1-Pc1) is instead made available entirely on the output connected to the SAE. In this case, the CNT controller will be responsible for configuring both the SAE and the FER modules in such a way that the SAE can work with maximum storage efficiency. For example, if the excess power is low, it might be convenient to activate only a part of the battery modules on the SAE charge input, consequently it will be necessary to configure the part of the RES modules that produce energy as well. in excess in order to achieve, in the FER-SAE connection, the appropriate current-voltage characteristic to optimize the storage efficiency.

Nel caso in cui il sistema di accumulo fosse già allo stato massimo di carica, la potenza in eccesso può essere resa disponibile sull’uscita della FER collegata alla rete esterna tramite l’inverter INV1. Una scelta di questo tipo può essere anche effettuata se, ad esempio, la rete esterna richiedesse energia. Quindi il controllore CNT, anche sulla base delle informazioni disponibili sul fabbisogno interno e sulla richiesta della rete, può decidere di preferire cedere alla rete pubblica l’energia prodotta in eccesso piuttosto che accumularla. In the event that the storage system is already at the maximum state of charge, the excess power can be made available on the RES output connected to the external grid through the INV1 inverter. A choice of this type can also be made if, for example, the external grid requires energy. Therefore the CNT controller, also on the basis of the information available on the internal needs and on the request of the grid, may decide to transfer the excess energy produced to the public grid rather than accumulate it.

E’ a questo punto chiaro come il controllore CNT può essere molto utile nel caso di diffusione di “Smart Grid†. Infatti tale controllore sarebbe in possesso di tutte le informazioni necessarie per ottimizzare al tempo stesso sia le ripartizioni che gli adattamenti necessari agli scambi di energia tra FER, SAE e carichi di diversa natura. At this point it is clear how the CNT controller can be very useful in the case of diffusion of â € œSmart Gridâ €. In fact, that controller is in possession of all the information necessary to optimize at the same time both the allocations and the adaptations necessary for the exchanges of energy between RES, SAE and loads of different nature.

Non solo vengono gestiti in modo ottimale le quantità di energia scambiate nelle varie direzioni, ma anche vengono gestiti tutti gli adattamenti di corrente-tensione senza ricorrere ad apparati di conversione AC-DC e DC-AC non strettamente necessari. Infatti tutti questi adattamenti possono essere realizzati attraverso la manovra di interruttori e pertanto riducendo perdite ed inefficienze dovute alle conversioni. Not only are the quantities of energy exchanged in the various directions managed in an optimal way, but also all the current-voltage adaptations are managed without resorting to unnecessary AC-DC and DC-AC conversion equipment. In fact, all these adaptations can be made through the operation of circuit-breakers and therefore reducing losses and inefficiencies due to conversions.

Il caso tipico che l’arte nota oggi cerca di gestire introducendo tecniche di configurazione flessibile, à ̈ il caso di produzione derivata da impianti fotovoltaici in cui alcuni pannelli possono essere occasionalmente ombreggiati, e quindi la loro produzione può drasticamente calare rispetto agli altri pannelli non ombreggiati. Come si à ̈ già detto, questo caso viene normalmente gestito escludendo tutta la stringa in cui tali pannelli sono inseriti, comportando quindi comunque uno spreco di energia. The typical case that the known art today tries to manage by introducing flexible configuration techniques is the case of production derived from photovoltaic systems in which some panels can be occasionally shaded, and therefore their production can drastically decrease compared to other panels. not shaded. As has already been said, this case is normally managed by excluding all the string in which these panels are inserted, thus entailing in any case a waste of energy.

E’ già noto nella tecnica dotare i pannelli di sensori che rilevano condizioni anomale, come ombreggiamento o danneggiamento. Allora, in accordo con la presente invenzione, il controllore CNT può rilevare queste anomalie semplicemente con misure ai morsetti dei pannelli, e riconfigurare il FER in modo flessibile isolando i soli pannelli coinvolti e non le stringhe complete. It is already known in the art to equip the panels with sensors that detect anomalous conditions, such as shading or damage. Then, in accordance with the present invention, the CNT controller can detect these anomalies simply with measurements at the terminals of the panels, and reconfigure the RES in a flexible way by isolating only the panels involved and not the complete strings.

Nel seguito vengono descritti esempi di maggior dettaglio realizzativo del sistema oggetto dell’invenzione. In the following, more detailed examples of the system object of the invention are described.

La figura 7 rappresenta un maggior dettaglio di un esempio di realizzazione del sistema di figura 6. Figure 7 represents a greater detail of an example of embodiment of the system of Figure 6.

Il sistema di accumulo SAE può essere accoppiato direttamente a carichi in continua DLC1 tramite opportuno convertitore in continua DC/DC1, e/o indirettamente agli stessi o altri carichi in continua DLC2 tramite altro convertitore in continua DC/DC2. L’accoppiamento indiretto avviene tramite un commutatore dei flussi di energia CFE1, che riceve agli ingressi energia proveniente da FER e da SAE, e che, opportunamente controllato da CNT, fornisce energia elettrica agli inverter INV1, INV2 (fig. 6), e/o verso detto convertitore in continua DC/DC2. Gli inverter INV1, INV2 possono anche essere realizzati tramite un sistema di inverter INV (fig. 7) , seguito da un commutatore di flusso di energia elettrica verso carichi AC locali ACL, e/o verso la rete pubblica PN dalla quale può anche essere introdotta energia elettrica, come sopra descritto. The SAE storage system can be coupled directly to DC loads DLC1 by means of an appropriate DC / DC1 converter, and / or indirectly to the same or other DC loads DLC2 by means of another DC / DC2 converter. Indirect coupling takes place via a CFE1 energy flow switch, which receives energy from RES and SAE at the inputs, and which, suitably controlled by CNT, supplies electricity to the inverters INV1, INV2 (fig. 6), and / or towards said DC / DC2 converter. The INV1, INV2 inverters can also be made by means of an INV inverter system (fig. 7), followed by a switch for the flow of electricity to local AC loads ACL, and / or to the public network PN from which it can also be introduced. electricity, as described above.

Il controller CNT riceve direttamente o tramite delle unità di controllo di commutazione informazioni sullo stato della FER e del SAE nonché sulle condizioni di erogazione tensionecorrente della FER. Più in particolare sopra à ̈ già stato detto che i pannelli componenti FER sono dotati di sensori delle condizioni di funzionamento e di erogazione di tensione e corrente: questi dati vengono forniti ad un modulo CIV che, opportunamente controllato da CNT, può determinare le condizioni di configurazione di FER attraverso un’unità di controllo CFER pure direttamente controllata da CNT. The CNT controller receives information on the status of the RES and SAE directly or through the switching control units as well as on the conditions of supplying the current voltage of the RES. More specifically, it has already been said above that the FER component panels are equipped with sensors for the operating conditions and voltage and current supply: these data are supplied to a CIV module which, appropriately controlled by CNT, can determine the conditions of RES configuration through a CFER control unit also directly controlled by CNT.

A seconda delle necessità, l’energia proveniente dalla FER, tramite il modulo CIV, viene convogliata dal controller CFE1 sull’inverter INV, e/o sulla SAE, e/o direttamente sul carico in continua DCL2. Depending on the needs, the energy coming from the RES, through the CIV module, is conveyed by the CFE1 controller to the INV inverter, and / or to the SAE, and / or directly to the DCL2 load.

Il controllore CNT riceve anche informazioni sullo stato dei moduli di accumulo energia componenti di SAE tramite l’unità di controllo CSAE a cui sono connessi i sensori delle condizioni di funzionamento dei moduli di SAE. Anche queste informazioni vengono usate da CNT per determinare la ottimale configurazione di SAE. The CNT controller also receives information on the status of the component energy storage modules of SAE through the CSAE control unit to which the sensors of the operating conditions of the SAE modules are connected. This information is also used by CNT to determine the optimal SAE configuration.

Con riferimento alla figura 8, si evidenzia una possibile configurazione di SAE che comprende un determinato numero di unità o celle di accumulo (normalmente batterie BAT), organizzate in rami o stringhe R1, R2, R3. Ogni cella comprende un sensore di carica C ed interruttori, comandati dal modulo CSAE, che possono connettere le varie celle in serie ad altre del relativo ramo di appartenenza, oppure possono escluderle. Altri interruttori, comandati dal modulo CSAE, possono connettere i vari rami in serie o in parallelo o escluderli. I sensori di carica C forniscono le relative indicazioni sullo stato delle celle al modulo CSAE. With reference to figure 8, a possible configuration of SAE is highlighted which includes a determined number of storage units or cells (normally BAT batteries), organized in branches or strings R1, R2, R3. Each cell comprises a charge sensor C and switches, controlled by the CSAE module, which can connect the various cells in series to others of the relative branch to which they belong, or they can exclude them. Other switches, controlled by the CSAE module, can connect the various branches in series or parallel or exclude them. The charge sensors C provide the relative indications on the state of the cells to the CSAE module.

In base alla tensione e corrente disponibili al momento possono essere caricati uno o più celle del SAE. Depending on the voltage and current available at the moment, one or more cells of the SAE can be charged.

Ciascun ramo del SAE ha un sensore di corrente SC collegato a un regolatore di corrente RC, a sua volta connesso in modo bidirezionale al commutatore dei flussi di energia CFE1, permettendo di controllare la corrente e, ad esempio, imporre che essa non superi un certo valore predefinito per evitare di danneggiare le celle del ramo durante la carica. Addirittura con la configurazione rappresentata in figura à ̈ possibile contemporaneamente caricare alcune stringhe di celle e drenare energia da altre, qualora queste fossero cariche per alimentare un carico locale in continua o anche un carico in alternata passando per l’inverter, conferendo grande flessibilità d’utilizzo al l’impianto. Each branch of the SAE has a current sensor SC connected to an RC current regulator, in turn connected in a bidirectional way to the CFE1 energy flow switch, allowing to control the current and, for example, to impose that it does not exceed a certain default value to avoid damaging the branch cells during charging. Even with the configuration shown in the figure it is possible to simultaneously load some strings of cells and drain energy from others, if these were charged to power a local DC load or even an AC load passing through the inverter, giving great flexibility of Use at the plant.

In questo modo viene grandemente aumentata la probabilità che l’impianto eroghi energia agli utilizzatori anche in assenza parziale o totale di luce solare, diminuendo fortemente la dipendenza dalla rete di distribuzione elettrica. Le unità di controllo dei commutatori della FER e del SAE possono anche essere integrate in questi ultimi o nel controllore. Possono essere caricate o utilizzate anche più stringhe in parallelo in caso di produzione o consumo di correnti più elevate di quelle assorbibili o generabili da una singola stringa. In this way, the probability that the system supplies energy to users is greatly increased, even in the partial or total absence of sunlight, greatly reducing dependence on the electricity distribution network. The control units of the RES and SAE switches can also be integrated in the latter or in the controller. Even more strings can be loaded or used in parallel in case of production or consumption of currents higher than those that can be absorbed or generated by a single string.

Il processo decisionale del controller CNT riguardo allo stato di funzionamento dell’impianto à ̈ illustrato con riferimento al diagramma di flusso della figura 9. Il controller acquisisce dall’unità CIV lo stato di generazione dell’energia da parte di FER (blocco 91). Se l’inverter INV non à ̈ attivabile (blocco 92), si trasferisce tutta l’energia drenabile dalla FER al SAE (blocco 96). In caso contrario si verifica se la rete à ̈ in grado di assorbire l’energia generata dalla FER e/o se conviene trasferirla al momento in quanto ha un prezzo di vendita favorevole, e/o i carichi locali non ne hanno bisogno e/o la batteria à ̈ completamente carica (blocco 93). Se la verifica dà esito positivo (blocco 94) si attiva il trasferimento dell’energia della FER alla rete (blocco 95) altrimenti la si fa convergere sul SAE (blocco 96). The decision-making process of the CNT controller regarding the operating status of the system is illustrated with reference to the flow diagram of figure 9. The controller acquires from the CIV unit the state of energy generation by FER (block 91). If the INV inverter cannot be activated (block 92), all the drained energy is transferred from the RES to the SAE (block 96). Otherwise, it occurs if the grid is able to absorb the energy generated by the RES and / or if it is convenient to transfer it at the moment as it has a favorable selling price, and / or the local loads do not need it and / or the battery is fully charged (block 93). If the verification gives a positive result (block 94) the transfer of the RES energy to the grid is activated (block 95) otherwise it converges on the SAE (block 96).

Il diagramma di flusso della figura 9 può essere implementato in varie forme, tutte equivalenti. Può essere effettuato tramite ripetizione ciclica di un gruppo di istruzioni, tramite meccanismi di interrupt provenienti da centraline decentrate che ne verificano le condizioni decisorie, da meccanismi di polling (interrogazione periodiche) di apparati periferici da parte del controller, e così via. Può essere implementato in forma automatica, parzialmente o totalmente programmabile per esempio tramite timer, e/o anche manuale tramite comandi immessi da un operatore umano. The flow chart of Figure 9 can be implemented in various forms, all equivalent. It can be carried out by cyclic repetition of a group of instructions, by means of interrupt mechanisms coming from decentralized control units that verify the decision-making conditions, by polling mechanisms (periodic interrogation) of peripheral devices by the controller, and so on. It can be implemented automatically, partially or totally programmable for example by timer, and / or even manually by means of commands entered by a human operator.

Il controller CNT à ̈ in grado di verificare lo stato di generazione dell’energia da parte della FER, la capacità assorbente della rete, quella di carica dei moduli di SAE, il consumo di corrente effettivo o preventivato dei carichi locali, e decidere anche in base a parametri programmati dall’operatore (massimizzazione dei profitti, massima continuità di alimentazione dei carichi locali, massimizzazione dello stato di carica della batteria, etc…) quale politica di trasferimento dell’energia attuare. The CNT controller is able to check the state of energy generation by the RES, the absorbing capacity of the network, the charging capacity of the SAE modules, the actual or estimated current consumption of the local loads, and also decide on the basis of parameters programmed by the operator (maximization of profits, maximum continuity of power supply of local loads, maximization of the state of charge of the battery, etc…) which energy transfer policy to implement.

Nel caso di generica eterogeneità dei moduli, à ̈ necessario che il controllore conosca, modulo per modulo, la produzione istantanea. Ciò può essere garantito ad esempio dotando ciascun modulo della FER di un dispositivo che misura dati di produzione e li comunica al controllore, tramite sensori già disponibili sul mercato, e ad esempio installati sui moduli stessi. In the case of generic heterogeneity of the modules, it is necessary for the controller to know, module by module, the instantaneous production. This can be guaranteed, for example, by equipping each RES module with a device that measures production data and communicates them to the controller, through sensors already available on the market, and for example installed on the modules themselves.

Tuttavia à ̈ pure possibile che il controllore effettui misure autonomamente, senza l’inserimento di sensori sui moduli, ad esempio effettuando misure sulle coppie di morsetti di anodo e catodo dei moduli, comandando opportunamente gli interruttori su ogni modulo. Infatti il controllore può eseguire dei programmi che, a partire dalle misure disponibili e dalla conoscenza dell’impianto (specifiche dei moduli, numero di moduli, loro tipologia, orientamento, rendimenti attesi, ecc.), effettuino stime e valutazioni che consentono di applicare algoritmi di ricerca delle configurazioni di connessione ottima dei moduli, ed eventualmente anche comandare l’esclusione di alcuni di essi, per i vari motivi sopra descritti. However, it is also possible for the controller to carry out measurements autonomously, without inserting sensors on the modules, for example by carrying out measurements on the pairs of anode and cathode terminals of the modules, appropriately controlling the switches on each module. In fact, the controller can execute programs which, starting from the available measurements and the knowledge of the system (module specifications, number of modules, their type, orientation, expected returns, etc.), carry out estimates and evaluations that make it possible to apply search algorithms for optimal module connection configurations, and possibly also command the exclusion of some of them, for the various reasons described above.

Il sistema di controllo della presente invenzione può essere vantaggiosamente realizzato tramite un programma per computer che comprende mezzi di codifica per la realizzazione di uno o più passi del metodo, quando questo programma à ̈ eseguito su di un computer. Pertanto si intende che l’ambito di protezione si estende a detto programma per computer ed inoltre a mezzi leggibili da computer che comprendono un messaggio registrato, detti mezzi leggibili da computer comprendendo mezzi di codifica di programma per la realizzazione di uno o più passi del metodo, quando detto programma à ̈ eseguito su di un computer. The control system of the present invention can be advantageously implemented by means of a computer program which comprises coding means for carrying out one or more steps of the method, when this program is executed on a computer. Therefore, it is intended that the protection scope extends to said computer program and further to computer readable means comprising a recorded message, said computer readable means comprising program coding means for carrying out one or more steps of the method, when said program is run on a computer.

Sono possibili varianti realizzative agli esempi non limitativi descritti, senza per altro uscire dall’ambito di protezione della presente invenzione, comprendendo tutte le realizzazioni equivalenti per un tecnico del ramo. Implementation variations to the described non-limiting examples are possible, without however departing from the scope of protection of the present invention, including all the equivalent embodiments for a person skilled in the art.

Sono già stati descritti sopra i vantaggi derivanti dall’applicazione della presente invenzione. The advantages deriving from the application of the present invention have already been described above.

In definitiva il sistema risolve quindi numerosi problemi legati all’integrazione di “isole†o “distretti energetici†di varie dimensioni in cui siano presenti FER, SAE e carichi locali, ottimizzando gli accoppiamenti ed i metodi di ripartizione dei flussi energetici. Il tutto con la sola aggiunta di alcuni semplici interruttori che sono tra le altre cose integrabili nei moduli esistenti sia delle FER che dei SAE, consentendo al controllore di gestire e risolvere tutti i problemi di accoppiamento e di partizione delle produzioni, evitando inutili trasformazioni DC/AC e AC/DC, ottimizzando i rendimenti di SAE e FER. Infatti la parte di gestione à ̈ demandata ai controllori che sarebbero comunque previsti per governare il “distretto energetico†o “isola†, come previsto dall’evoluzione delle reti elettriche secondo concetti di “Smart Grid†. Ultimately, the system therefore solves numerous problems related to the integration of â € œislandsâ € or â € œenergy districtsâ € of various sizes in which RES, SAE and local loads are present, optimizing the couplings and methods of distributing energy flows. All with the addition of a few simple switches which, among other things, can be integrated into the existing modules of both the RES and SAEs, allowing the controller to manage and solve all the problems of coupling and partitioning of the productions, avoiding unnecessary DC / transformations. AC and AC / DC, optimizing SAE and RES yields. In fact, the management part is entrusted to the controllers who would in any case be expected to govern the â € œenergy districtâ € or â € œislandâ €, as envisaged by the evolution of the electricity grids according to â € œSmart Gridâ € concepts.

Dalla descrizione sopra riportata il tecnico del ramo à ̈ in grado di realizzare l’oggetto dell’invenzione senza introdurre ulteriori dettagli costruttivi. From the above description the person skilled in the art is able to realize the object of the invention without introducing further construction details.

Claims (9)

RIVENDICAZIONI 1. Sistema di generazione e utilizzo (per accumulo ed erogazione) di energia elettrica prodotta da fonti di energia elettrica in corrente continua modulari, comprendente: - un sistema di moduli interconnessi per la produzione di energia elettrica in corrente continua, detto sistema di moduli interconnessi essendo posizionato a monte di uno o più sistemi di conversione DC/AC; - un sistema di elementi interconnessi per l’accumulo ed erogazione di energia elettrica prodotta da detti moduli di produzione di energia elettrica, detto sistema di elementi interconnessi essendo posizionato a monte di detti uno o più sistemi di conversione DC/AC; - almeno un’unità di controllo elettronico, atta a configurare in modo variabile le interconnessioni tra detti moduli e le interconnessioni tra detti elementi in modo tale che almeno alcuni di detti moduli interconnessi possano fornire energia elettrica direttamente ad almeno alcuni di detti elementi per accumulo ed erogazione, e/o a detti uno o più sistemi di conversione DC/AC, e che almeno alcuni di detti elementi possano erogare energia elettrica direttamente a detti uno o più sistemi di conversione DC/AC. CLAIMS 1. System for the generation and use (for storage and supply) of electricity produced from modular direct current electricity sources, comprising: - a system of interconnected modules for the production of electricity in direct current, said system of interconnected modules being positioned upstream of one or more DC / AC conversion systems; - a system of interconnected elements for the accumulation and supply of electrical energy produced by said electrical energy production modules, said system of interconnected elements being positioned upstream of said one or more DC / AC conversion systems; - at least one electronic control unit, capable of configuring in a variable way the interconnections between said modules and the interconnections between said elements in such a way that at least some of said interconnected modules can supply electricity directly to at least some of said elements for storage and supply, and / or to said one or more DC / AC conversion systems, and that at least some of said elements can deliver electricity directly to said one or more DC / AC conversion systems. 2. Sistema come nella rivendicazione 1, in cui detta almeno un’unità di controllo elettronico à ̈ inoltre configurata in modo tale che detto sistema di elementi interconnessi eroghi energia elettrica direttamente a sistemi di utilizzazione di energia elettrica in continua, eventualmente tramite conversione DC/DC. 2. System as in claim 1, in which said at least one electronic control unit is also configured in such a way that said system of interconnected elements supplies electricity directly to systems for using DC electricity, possibly by means of DC conversion /A.D. 3. Sistema come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta almeno un’unità di controllo elettronico à ̈ configurata in modo da determinare tensione e corrente alle uscite di detto sistema di moduli interconnessi e alle uscite ed ingressi di detto sistema di elementi interconnessi, determinando le configurazioni di interconnessione serie e/o parallelo di detti moduli e detti elementi. 3. System as in any one of the preceding claims, wherein said at least one electronic control unit is configured so as to determine voltage and current at the outputs of said system of interconnected modules and at the outputs and inputs of said system of elements interconnected, determining the series and / or parallel interconnection configurations of said modules and elements. 4. Sistema come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto sistema di moduli interconnessi per la produzione di energia elettrica comprende: - due o più di detti moduli, ogni modulo essendo dotato di un morsetto di anodo e di un morsetto di catodo; - almeno una prima linea elettrica connessa a un morsetto di anodo e un morsetto di catodo del sistema; - primi mezzi interruttori elettrici, almeno uno in corrispondenza di ognuno di detti moduli, detti primi mezzi interruttori elettrici essendo configurati in modo da connettere detti morsetti di anodo e/o catodo di un modulo con morsetti di anodo e/o di catodo di un altro modulo, oppure a detta prima linea elettrica, oppure atti ad escludere uno o più moduli dal sistema, in base a comandi provenienti da detta almeno un’unità di controllo elettronico. 4. System as in any one of the preceding claims, wherein said system of interconnected modules for the production of electrical energy comprises: - two or more of said modules, each module being equipped with an anode clamp and a cathode clamp; - at least one first electrical line connected to an anode terminal and a cathode terminal of the system; - first electrical switch means, at least one at each of said modules, said first electrical switch means being configured so as to connect said anode and / or cathode terminals of a module with anode and / or cathode terminals of another module, or to said first electrical line, or to exclude one or more modules from the system, based on commands from called at least one electronic control unit. 5. Sistema come nella rivendicazione 4, in cui detto sistema di moduli interconnessi per la produzione di energia elettrica comprende due o più prime stringhe, ogni stringa comprendente una di dette prime linee elettriche, detta almeno un’unità di controllo elettronico comprendente mezzi per determinare collegamenti parallelo tra dette prime stringhe, oppure per frazionare gruppi di prime stringhe in parallelo. 5. System as in claim 4, wherein said system of interconnected modules for the production of electric energy comprises two or more first strings, each string comprising one of said first electric lines, said at least one electronic control unit comprising means for determining parallel connections between said first strings, or to split groups of first strings in parallel. 6. Sistema come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto sistema di elementi interconnessi per l’accumulo ed erogazione di energia elettrica comprende: - due o più di detti elementi, ogni elemento essendo dotato di un morsetto di anodo e di un morsetto di catodo; - almeno una seconda linea elettrica connessa a un morsetto di anodo e un morsetto di catodo del sistema; - secondi mezzi interruttori elettrici, almeno uno in corrispondenza di ognuno di detti elementi, detti secondi mezzi interruttori elettrici essendo configurati in modo da connettere detti morsetti di anodo e/o catodo di un elemento con morsetti di anodo e/o di catodo di un altro elemento, oppure a detta seconda linea elettrica, oppure atti ad escludere uno o più elementi dal sistema, in base a comandi provenienti da detta almeno un’unità di controllo elettronico. 6. System as in any one of the preceding claims, wherein said system of interconnected elements for the accumulation and supply of electrical energy comprises: - two or more of said elements, each element being equipped with an anode clamp and a cathode clamp; - at least a second electrical line connected to an anode terminal and a cathode terminal of the system; - second electrical switch means, at least one at each of said elements, said second electrical switch means being configured so as to connect said anode and / or cathode terminals of one element with anode and / or cathode terminals of another element, or to said second electric line, or able to exclude one or more elements from the system, on the basis of commands coming from said at least one electronic control unit. 7. Sistema come nella rivendicazione 6, in cui detto sistema di elementi interconnessi per l’accumulo ed erogazione di energia elettrica comprende due o più seconde stringhe, ogni seconda stringa comprendente una di dette seconde linee elettriche, detta almeno un’unità di controllo elettronico comprendente mezzi per determinare collegamenti parallelo tra dette seconde stringhe, oppure per frazionare gruppi di seconde stringhe in parallelo. 7. System as in claim 6, wherein said system of interconnected elements for the accumulation and supply of electric energy comprises two or more second strings, each second string comprising one of said second electric lines, called at least one unit of electronic control comprising means for determining parallel connections between said second strings, or for splitting groups of second strings in parallel. 8. Metodo per la gestione di detto sistema come in una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 7, comprendente le fasi di: - interconnessione di ognuno di detti moduli per la produzione di energia elettrica con altri moduli, e/o esclusione di uno o più di detti moduli, tramite azionamento di detti primi mezzi interruttori, per mezzo di detta almeno un’unità di controllo elettronico; - interconnessione di ognuno di detti elementi per l’accumulo ed erogazione di energia elettrica con altri elementi, e/o esclusione di uno o più di detti elementi, tramite azionamento di detti secondi mezzi interruttori, per mezzo di detta almeno un’unità di controllo elettronico. 8. Method for managing said system as in any one of claims 1 to 7, comprising the steps of: - interconnection of each of said modules for the production of electrical energy with other modules, and / or exclusion of one or more of said modules, by activating said first switch means, by means of said at least one electronic control unit; - interconnection of each of said elements for the accumulation and supply of electrical energy with other elements, and / or exclusion of one or more of said elements, by activating said second switch means, by means of said at least one unit electronic control. 9. Metodo per la gestione di detto sistema come nella rivendicazione 8, comprendente la fase di interconnessione di dette prime e/o seconde stringhe in parallelo e/o sezionamento di gruppi di dette prime e/o seconde stringhe, tramite azionamento di detti primi e/o secondi mezzi interruttori su dette almeno una prima e/o seconda linea elettrica, per mezzo di detta almeno un’unità di controllo elettronico.9. Method for managing said system as in claim 8, comprising the step of interconnecting said first and / or second strings in parallel and / or sectioning groups of said first and / or second strings, by activating said first and / or second switch means on said at least one first and / or second electrical line, by means of said at least one electronic control unit.
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